大概念统领下美国STEM课程重构：在解决大挑战的过程中深化概念理解

在以素养为目标的课堂转型下,美国STEM课程以发展学生的科学素养为目标,将科学概念置于目标的中心,即体现专家思维、反映专家实践的大概念。美国学界围绕大概念重构STEM课程,并将掌握科学概念以及与科学有关的大概念界定为K-12学生的必要能力。为了更好地让学生用跨学科的方法解决问题,在每个学习主题下提出以大概念为内核的StEMT大挑战。在大概念的统领下,美国STEM课程通过“5E”探究教学模式,整合STEM各科知识,促进知识在真实情境中的迁移。     

基于STEM教育理念的初中数学"综合与实践"教学探究 ——以"平面直角坐标系活动课"为例

采用情境吸引、模型探究、协作解释、成果展示和反馈评价的5E教学模式,开展基于STEM教育理念的初中数学"综合与实践"教学探究.通过跨学科的知识融合,有助于学生初步形成模型思想,培养自主学习能力,提升解决实际问题的综合能力和跨学科的思维能力,有利于学科核心素养的培养和提高.     

STEM教学形式下的初中物理教学方式

<正>STEM整合教育指的是学生积极参与,建立在项目上的跨学科学习模式,应用科学化工程设计及科学探究形式,采用团队协作模式解决实际问题,可将学生生活、抽象知识点、物理学习内容及学习过程整合。STEM模式下整合教学理念及实践措施,可促进学生学习积极性增长,使其在学习中收获工程和技术理论,强化学科整合概念。在初中物理教学中,     

美国iSTEM教学模式评析

工具性STEM (iSTEM)教学模式以学生设计、制造和维护科学探究所需的工具为基本前提展开STEM学习活动,是一种将技术、工程和数学与科学教学有机整合的教学模式,强调跨学科整合,关注科学本质观的培养,重视情境创设和合作学习,充分关照与现有科学课程的可结合性,以及与其它教学模式的兼容性。作为一种有效的STEM教学模式,iSTEM的基本构成、实施策略与特点对我国的STEM教学和科学教学模式建构有一定启发和借鉴价值。     

基于大概念的STEM教学设计模型研究

由于大概念与STEM教育都具有“跨学科整合、知识的综合性”等特征,随着近年来STEM教育在我国的不断深入发展,越来越多的教育研究与实践者开始聚焦从大概念的角度探究STEM教育。文章在对大概念与STEM教育关系进行剖析的基础上,从以学为主的教学设计角度,构建由概念确定、主题或项目分析、情境与资源设计、活动设计、效果评价设计和分享设计六阶段组成的基于大概念的STEM教学设计模型,以期为相关研究与实践者提供参考。     

基于STEM整合视角的物理大观念逆向单元设计路径

大观念体现了当今学习理论的内涵,以学科大观念为核心的单元教学设计是落实核心素养的重要实施方式。基于STEM整合视角的物理大观念逆向单元设计路径将STEM教育、物理大观念、逆向教学设计三种先进的教育理念进行整合,帮助教师从更高的视角进行整合教学设计,同时,促进学生物理大观念的形成,提高学生科学探究和工程设计能力。     

面向计算思维培养的STEM工程设计教学模式及应用

计算思维是STEM问题解决中的一项关键能力,培养学生的计算思维已逐渐成为STEM教育的重要目标。然而当前如何在STEM工程设计教学中培养学生的计算思维,还有待深入探索。面向计算思维培养的STEM工程设计教学模式以计算思维、STEM学科内容知识以及教学法的整合为核心,通过工程设计发挥"系统流程"优势,将科学、技术与数学相关活动整合在一起,让学生在"需要知道"和"需要做"的循环过程中感知情境性问题,解决挑战性任务。该模式在STEM课程"植物工厂"中的教学应用表明:将计算思维的概念与实践融入STEM工程设计的各个环节,能显著提升学生的STEM态度和计算思维能力,并且STEM态度对计算思维具有预测作用。未来,通过STEM教育发展计算思维将成为一种跨学科的思维实践,基于证据的多元评价方式将有利于STEM教育中计算思维的培养。     

STEM视角下实践型生物课堂科学探究能力的培养——以“有关绿叶中色素的提取和分离的实验探究”为例

实践型生物课堂注重科学探究能力的培养,将STEM理论融入实践型生物课堂,能够让学生在实践活动中提升科学探究的能力,让学生的生物学习逐步走向综合、动态和开放。本文以"有关叶绿体中色素的提取和分离的实验探究"课为例,阐述了STEM视角下实践型生物课堂中科学探究能力的培养思路。     

美国STEM教育改革的走向——基于《STEM2026:STEM教育创新愿景》的分析

为了更好促进美国STEM教育改革,美国出台了《STEM2026:STEM教育创新愿景》。该报告提出:STEM教育要从娃娃抓起;STEM教育要丰富生源,让更多弱势群体接受优质STEM教育;STEM教育要从校内走向校外,构建校内外一体化的STEM教育环境;STEM课程要注重学科的交叉整合,不仅要实现科学、技术、工程和数学之间的融合,还要重视STEM与其他学科的融合;STEM教学要融入游戏且具有风险性,让学生在探究中感知STEM教育的魅力,且养成不畏险阻的科学精神;STEM考评方式要多样且能促进学生更好地学习,为此考评方式要创新且具操作性。     

基于5E教学模式的“生态系统的能量流动”教学设计

<正>5E教学模式是美国生物学课程研究（BSCS）开发出的一种建构主义教学模式。在教学中,5E教学模式可以用来探查学生的前科学概念,培养学生的科学探究能力,以及帮助学生实现概念转变和构建科学概念。5E教学模式具体包括引入（engage）、探究（explore）、解释（explain）、精致（elaborate）和评估（evaluate）5个环节。笔者尝试在“生态系统的能量流动”一节的教学设计中运用5E教学模式,并结合概念模型的构建过程,以期达到更好的教学效果,     

例谈STEM课程组织方式在小学科学教育中的应用

科学教育应尝试借鉴STEM理念设计课程,尤其是"技术与工程领域",应融合科学、技术、工程和数学,以项目学习的思路开展研究性学习。同时在科学活动设计中融合验证型STEM、探究型STEM、制造型STEM、创造型STEM等各种类型的活动设计策略,使学生在学习知识的同时提升能力,实现从验证到创新的突破。     

基于美国K-12阶段STEM理念的教学设计——以"‘设计’一座硫酸厂"为例

在美国兴起的STEM课程明确要求在科学教育中整合技术、工程和数学教育,如今STEM教育已成为国际上颇具影响力的教育思想之一.以鲁科版《化学与技术》教材中"‘设计’一座硫酸厂"为例,从原料的选择、厂址的选择、资源的综合利用、反应条件的分析等几个方面,探讨了如何在中学化学教学中融合STEM教育思想并进行了相应的教学设计,促使学生打破学科界限,学会综合运用多种学科知识,提升其探究和解决实际问题的能力.     

基于数学实验的STEM教育——以“探究金属的冷却模型”为例

基于当前国内数学课程中的数学实验内容开设STEM课程,探索STEM教育的本土化。基于数学实验,整合手持技术、物理热力学和函数模型的应用等教学内容,设计"探究金属的冷却模型"课题;基于"6E"教学模式,采用PBL教学法,在某重点中学的一节高一数学课上,引导学生探究在常温环境下,铁块在加热后的冷却过程中温度随时间变化的规律。得到教学启示:注重信息技术融合,提升数学教学效率;开展数学实验教学,促进核心素养发展;实现学科交叉融合,渗透STEM教育理念。     

跨学科整合视角下国内外STEM课程质量比较与优化

STEM教育的不断发展,催生了对跨学科整合型课程的迫切需求。然而当前我国的STEM课程建设更多注重形式规范,总体质量堪忧,因此从跨学科整合视角来开发优质的STEM课程以指导教学迫在眉睫。比较与借鉴是提质增效解决问题的重要途径。为提升我国STEM课程建设质量,借鉴权威的STEM课程整合评价工具,从课程背景、工程设计挑战、科学内容整合、数学内容整合、教学策略、团队合作、交流、评估、组织等9个维度对58个国内外STEM优秀课程案例进行定性与定量对比分析后发现,我国的STEM课程案例在课程背景、科学内容整合、教学策略和评估四个方面较国外STEM课程存在明显不足。这在一定程度上制约了我国STEM课程建设和教学质量提升。未来我国STEM课程建设应从以下四个方面加强:一是提升对社会问题的响应度,培养学生的社会责任感;二是鼓励有效失败,营造真实的科学体验;三是丰富以学生为中心的策略,放大学生的思维过程;四是注重非正式评价,促进学生综合能力的发展。     

融合STEM理念的初中科学教学实践

陶行知先生提出"教学做合一",提倡在"做"上学,这一思想对初中阶段的科学教学具有重要的指导意义.科学课程对培养学生科学精神和实践能力有积极作用,应融合STEM理念,让学生整合多学科知识,强化思维能力,以培养综合能力.文章先分析STEM理念的含义,进而研究理念与教学融合的原因,最后提出实践方法,以促进中学生科学素养的发展.     

STEM+教育中学习支架设计研究

STEM聚焦于科学技术的应用与创新,关注学生创新精神和实践能力的培养,成为当今世界课程改革的新方向。搭建学习支架帮助学习者跨越专业鸿沟,是STEM+教育有效实施的一个重要途径,也是以学习者为中心理念的重要体现。文章在梳理STEM与学习支架相关概念的基础上,探究STEM学习支架的特征及类型,分析STEM+教育中学习支架设计原则,并基于科学探究的过程,构建STEM+教育中学习支架的设计流程及其学习活动的关系框架,提出STEM+教育中学习支架评价要素,以期为STEM+教育的有效实施以及学习者综合科技素养的提升提供参考。     

小学科学教师视角下的STEM教学特征——基于扎根理论的质性研究

本研究以小学科学教师为访谈对象,运用扎根理论研究方法,对小学科学教师视角下的STEM教学特征进行质性建构,以期为开展STEM教学提供可能的有效行动路径。通过对STEM教学理念、STEM教学模式、STEM教学评价以及STEM教学面临的挑战等方面的探查发现,小学科学教师认为STEM教育有利于学生综合能力和相关学科核心素养的培养,STEM教学不一定要同时整合科学、技术、工程和数学四个领域;教学内容应贴近实际生活,围绕某一个问题或项目展开,给学生充分的交流展示时间; STEM教学评价中及时性评价与延时性评价相结合,教师评价与学生互评相结合,评价维度涵纳学生创新思维、动手能力、合作交流、产品设计等; STEM教学目前面临的主要困难集中在政策推动、领导支持、教师共同体的建立、小班化教学、教师学科基础的提升等方面。改进我国STEM教学实践,可以采用下列措施:基于循证研究,制定STEM教学引领性文件;深化STEM教学理解,促进学生学科素养的发展;依托STEM教师共同体,搭建跨专业STEM教学平台以及推动专家与教师合作,开发本土化STEM课程资源。     

欧盟STEM横向技能评估研究进展及其启示

STEM教育在世界各国开展,促进全球经济繁荣,但STEM劳动力市场仍存在短缺.为创建高质量的STEM学习和评估任务,欧洲一些国家尝试组织进行规模化的STEM教育评估政策实验,欧盟STEM横向技能评估项目在这样的背景下应运而生.在这个项目中,以STEM核心能力、STEM学习设计原则、形成性评价的任务特点、数字工具的主要特点四个维度搭建了STEM横向技能概念框架.文章在与我国现有的STEM教育现状的对比分析中得到如下启示:STEM能力与核心素养耦合协调,科学指导教育评估;以学生为中心,发展多样化的评估方式;适应教育现代化发展,促进STEM教育评估转型.     

基于6E设计型学习模式的初中STEM课程设计与实践——以"智能菜园"为例

构建STEM整合课程是当前课程改革的重点方向之一.文章将STEM跨学科的理念与初中课程融合,以设计"智能菜园"为问题情境,基于以工程设计为主轴的"参与、探索、解释、工程、深化、评价"6E模式开展STEM课程实践,在课程中学生设计并搭建水循环、菜苗催芽育苗、研究光质比的调配、参观植物工厂等,提高学习的主动性和参与度,培养学生利用跨学科知识在真实情境中解决问题的能力.     

运用5E教学模式的教学设计——以“基因在染色体上”为例

以“基因在染色体上”一节为例,运用5E教学模式进行教学设计,通过系列探究活动,发展学生的科学思维和科学探究能力,同时形成并内化科学概念,最终发展学生的生物学学科核心素养。